Magnetic Separation of Magnetite Iron Novelties from Black Coal Fluid Bed-Ash

This contribution presents possible separation method of valuable component – iron – from bed-ash resulting from combustion of black coal in fluid boilers of EVO Vojany thermal power plant. Valuable component is composed of particles of magnetite mineral novelties. All the particles act as mineral compounds paramagnetic up to ferromagnetic. Used mineral processing methods are based on knowledge of physical (influence of magnetic field), chemical and mineralogical (mineral novelties of Fe component) knowledge. Leachability of fluid ashes is high – pH 9 to 11. It is therefore necessary to use only dry preparation (classification) and mineral processing methods. Separation of Fe component from black coal fluid bed-ash is realized in process of dry low intensity magnetic separation, resulting in production of magnetite iron rich magnetic product – concentrate and non-magnetic product – tailings with low Fe content, containing mainly alum-silicate novelties of Fe, Ca, Al, Mg and other. Both products – concentrate and tailings – are further processed. Magnetic product is cleaned using dry low intensity magnetic separation and if further increase of Fe grade in final concentrate is needed, then also using second stage cleaning wet low intensity magnetic separation process. Non-magnetic product from roughing stage can be further processed by scavenging magnetic separation. Non-magnetic product from scavenging operation can be used as final product used in building industries. Magnetic product from cleaning operation is a final product with properties allowing its usage in industries, iron, or steel production. Morphology of produced Fe concentrates were studied using electron microscope and particles were analyzed using EDX analysis aimed on determination of highest Fe contents in individual products. Product of dry low intensity magnetic separation contained particles with 70 to 86% Fe. Product of wet low intensity magnetic separation the spectrum of EDX analyses ranges from 87 to 91% Fe. Electron microscope studies confirmed that in the process of wet low intensity magnetic separation, dust particles are washed away from surface of magnetic particles, resulting in higher Fe grades in final magnetic product after wet processing.

Praca przedstawia dostępne metody separacji cennego składnika – żelaza – z popiołu fluidalnego powstałego ze spalania węgla kamiennego w kotłach fluidalnych w elektrowni cieplnej EVO Vojany. Cenny związek powstaje z cząsteczek nowych form mineralnych magnetytu. Wszystkie cząsteczki mają właściwości paramagnetyczne aż do ferromagnetycznych. Wykorzystane metody przetwarzania oparte są na właściwościach fizycznych (wpływ pola magnetycznego), chemicznych i mineralogicznych (nowe formy mineralne związku żelaza). Odczyn popiołu jest wysoki – pH od 9 do 11. Istotne jest zatem, aby używać suchych metod przygotowania (klasyfikacja) oraz separacji. Oddzielanie związku żelaza od popiołu fluidalnego ze spalania węgla kamiennego zachodzi w procesie separacji magnetycznej na sucho., dzięki której powstaje produkt magnetyczny bogata w magnetyt – koncentrat i substancja niemagnetyczna – odpad z niską zawartością Fe, zawierający głównie nowe formy glinokrzemianów Fe, Ca, Al, Mg i innych. Oba produkty – koncentrat i odpady – podlegają dalszemu przetwarzaniu. Koncentrat magnetyczna jest oczyszczana przy użyciu separacji magnetycznej separacji na sucho, oraz, jeśli zajdzie potrzeba wyższej zawartości żelaza w końcowym produkcie, przechodzi przez drugą fazę oczyszczania przy użyciu separacji magnetycznej na mokro. Produkt niemagnetyczny z fazy obróbki wstępnej może zostać poddany dalszej obróbce opartej na czyszczącej separacji magnetycznej. Taki niemagnetyczny produkt jest gotowy do wykorzystania w przemyśle budowlanym. Produkt magnetyczny po procesie oczyszczania jest gotowym produktem z właściwościami pozwalającymi na wykorzystanie w przemyśle produkcji żelaza lub stali. Morfologia powstałych koncentratów żelaza została zbadana przy użyciu mikroskopu elektronowego, a cząsteczki zostały przeanalizowane przy użyciu analizy rentgenowskiej z dyspersją energii (ang. skrót EDX), w celu określenia najwyższych wartości Fe w poszczególnych produktach. Produkt powstały na skutek separacji magnetycznej zawierał cząsteczki z zawartością żelaza od 70 do 86%. Produkt powstały wskutek separacji magnetycznej na sucho zawierał cząsteczki mające od 70 do 86% Fe. Analiza spektralna EDX produktu przy magnetycznej separacji na mokro wykazała od 87 do 91% Fe. Badania mikroskopem elektronowym potwierdziły, że w procesie separacji magnetycznej na mokro cząsteczki pyłu są zmywane z powierzchni cząsteczek magnetycznych, co w rezultacie daje wyższą wartość Fe w końcowym produkcie magnetycznym na mokro.